柴油加氢装置改造成航煤加氢装置方案探讨

摘      要：国内某炼厂通过改造原装置分馏系统等措施将装置由柴油加氢改造成航煤加氢，原料是来自常减压装置的直馏煤油。原料油与氢气混合后，在催化剂的作用下，把原料中的硫醇、氮、硫等杂质脱除，降低了煤油的酸值并改善其颜色，生产出达到国家标准的喷气燃料产品。

关  键  词：煤油加氢;柴油加氢装置改造;柴汽比

中图分类号：TE624        文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）05-0965-04

Abstract： Through reforming the fractionation system of the original unit， the diesel oil hydrogenation unit in a domestic refinery was transformed into the aviation kerosene hydrogenation unit with the straight run kerosene of atmospheric and vacuum distillation unit as the raw material， the impurities such as sulfur， mercaptan and nitrogen in the raw material were removed under the action of hydrogenation catalyst， the acid value of kerosene was reduced， the color was improved， and produced jet fuel product met the requirements.

Key words： Kerosene hydrofining; Transforming of diesel hydrogenation unit; Diesel-gasoline ratio

近年来，随着民航运输业迅速发展，我国机场主要生产指标持续平稳较快增长，并带动航煤需求量的快速增长，2018年航煤消费量达到3 661万t。按照《全国民用运输机场布局规划》，到2025年全国民用运输机场规划布局370个。随着航空业的持续高速发展，预计2025年我国航煤需求量将达到  5 640万t [1，2]。

中国石油西部某炼厂60万t/a 柴油加氢装置通过调整反应系统压力、改变加氢催化剂、改造分馏系统等措施，将原先的加工能力60万t/a的柴油精制加氢装置转变为航空煤油加氢精制装置。装置在升级改造后，加工的是直馏煤油，这些煤油由本厂的常减压装置输送。原料油与氢气混合后，在催化剂的作用下，把原料中的氮、硫、硫醇等杂质脱除，降低了煤油的酸值并改善其颜色，生产出达到国家标准的喷气燃料产品。

通过本次改造实现了增产航煤的目的，降低了全厂柴油产量，有效降低了全厂柴汽比，提高了全厂的经济效益。

1  改造前装置的主要原料、产品和副产品及生产方法

1.1  改造前原料油的性质

改造前本装置原料为直馏柴油、催化柴油的混合原料油和重整氢，其性质分别见表1、表2。

1.2  改造前产品方案

改造前主要产品是精制柴油，副产品是低分气和汽提塔顶不凝气，其主要产品和副产品的名称、产量、输送方式及去向见表3。

1.3  改造前工艺技术方案

改造前本装置采用美国Dupont 公司的Iso Therming液相加氢工艺技术和中国石油天然气集团公司催化重点实验室的FDS-1型催化剂。

2  装置改造方案及优化措施

2.1  主要改造内容

本装置改造前为柴油加氢装置，分馏部分仅有一台汽提塔，利用蒸汽汽提。改造为航煤加氢装置后，采用单汽提塔流程，航煤产品中会带水，即使通过聚结器脱水，产品中仍會有0.1‰量级的水存在，可能会导致航煤产品的冰点、银片腐蚀不合格[3]。因此本次改造增设分馏塔系统，塔底增设重沸炉，可确保航煤产品合格。分馏塔所需塔径为2 400 mm，原有汽提塔塔径仅为1 800 mm，经核算无法满足改造后的要求，因此新增分馏塔，无法利用原有汽提塔。

2.2  脱硫化氢汽提塔及产品分馏塔相关流程改造方案

原装置在分馏部分配置了脱硫化氢汽提塔和产品分馏塔。加氢装置中脱硫化氢汽提塔能将产品中的H2S用高温蒸汽汽提出来，降低产品中H2S含量[4]，同时降低H2S对管件、管道及单体设备的侵蚀，也可以保证循环氢的纯度。为降低汽提塔的油气分压，在塔底通入高温过热蒸汽，从而汽提出油品中溶解的硫化氢和轻烃组分[3]。塔顶闪蒸出的不凝气送出装置，汽提塔底油经精制柴油聚结器脱除产品中携带的水分后送出装置。具体详见图1。

改造后汽提塔停用。低分油跨过汽提塔直接进入分馏塔，分馏塔回流罐底石脑油分成两路。一路增压打回流，另一路的石脑油即是产品送到罐区;分馏塔塔底的航煤产品一部分经加热重沸后返回塔底;一部分经升压后，加注航煤抗氧剂，然后经预过滤器、过滤分离器脱水，然后加注抗静电剂、抗磨剂，最后送出装置作为航煤产品，具体详见图2。

3  改造结果

3.1  改造后原料油的性质

本装置由柴油加氢精制装置改造为航煤加氢装置后，装置的原料油由来自常压蒸馏装置的直馏柴油和催化装置的催化柴油变为直馏航煤，原料油具体规格见表6。

3.2  主要操作参数

本次改造经过核算仍然采用原催化剂技术。装置改造后主要工艺操作条件见表7。

改造后航煤加氢装置仍然只设置一台加氢反应器，反应器中装填保护剂及高活性的加氢精制催化剂[5]。装置的反应部分在炉前混氢，分馏部分改造后增设分馏塔系统，塔底增设重沸炉，这样可以保证装置平稳、长周期、安全的运行同时也可以提高产品质量和收率，同时减少装置能耗，降低装置投资。

3.3  产品质量

装置改造后主要产品为精制航煤，副产品为粗石脑油。表8为精制航煤的性质。

从表8可以看出，航煤产品性质可满足GB 6537-2006《3号喷气燃料》的要求。

3.4  改造后产品方案

改造后装置主要产品为精制航煤，副产品是粗石脑油，改造后其主要产品和副产品的名称、产量、输送方式及去向见表9。

3.5  物料平衡

装置改造前后物料平衡见表10、表11。

從表10及表11可以看出，改造后装置产品由柴油变为航煤，从而有效降低了全厂柴汽比，提高了全厂航煤产量。

4  能 耗

改造后装置能耗由改造前的4.43 kg Eo/（t原料）提高到8.63 kg Eo/（t原料）。装置能耗提高的主要原因是：在分馏部分新增重沸炉，燃料气用量增加;新增机泵、水冷器等设备，导致水电等能耗升高;蒸汽发生器产低压蒸汽量减少。能耗见表12。

5  结 论

通过上述改造，达到了如下预期目标：

（1）装置改造后产出合格的航煤产品，适应航空市场发展需要;

（2）适应炼化产业转型升级发展需要;

（3）解决催化柴油加工困难的矛盾，降低全厂柴油产量，契合市场中航煤需求量不断增加局势，提高了本厂的经济效益。

参考文献：

[1] 徐伟池，倪术荣，方磊，等. 劣质煤油芳烃饱和催化剂的制备及其性能评价[J]. 石油炼制与化工，2017，48（9）：31-35.

[2] 李凯，王旭，尉勇，等. 增产航煤工艺改造及优化方案[J].石油化工应用，2017，36（10）：129-131.

[3] 赵德强. 兰州石化公司加氢精制航煤变色和银片腐蚀不合格问题研究[D]. 兰州：兰州大学，2007.

[4] 史开洪，艾中秋. 加氢精制装置技术问答[M]. 北京：中国石化出版社，2007.

[5] 卢学斌，李哲，张苏宁，等. 柴油产品质量升级及降低柴汽比方案探讨[J]. 当代化工，2019，48 （6）：1326-1329.

[6] 王煜.柴油加氢装置设计与优化[D]. 北京：北京化工大学，2015.